新型自動氣象站風傳感器故障分析及維修

摘 要：本文主要根據海南省陵水縣氣象局使用新型自動氣象站的實際，對新型自動氣象站風傳感器運行故障進行分析，并探討了相應的維修方法，最后給出了風傳感器的日常維護建議，以供有關部門進行參考借鑒。

關鍵詞：新型自動氣象站；風傳感器故障；維修處理；維護

隨著氣象事業的快速發展進步，氣象要素觀測自動化程度的不斷提升，新型自動氣象站在我國各個區域得到了廣泛普及應用，陵水縣氣象局自新型自動氣象站投入使用以來，在提升地面常規氣象要素數據采集和傳輸的準確性以及時效性的同時，還在很大程度上拓寬了氣象臺站測報的運行監控功能，能夠實時對自動氣象站的運行動態情況以及采集信息進行自動監控，大大滿足了大家對于氣象業務更多的需求。然而，新型自動氣象站雖說在氣象要素采集、分析、儲存、處理以及傳輸等方面都發生了極大變化，并取得一些成效。但自動站內的測報儀器能否長期保持正常工作狀態對氣象要素測報質量的好壞會產生直接影響。在新型自動氣象站運行過程中，也時常會發生風傳感器問題，影響地面氣象測報業務的正常進行。基于此，本文著重對新型自動氣象站風傳感器故障問題進行分析及維修，并積極做好風傳感器的日常維護工作，以推動新型自動氣象站能夠全天候保持正常運行，確保氣象觀測業務的穩定、高效開展，從而為社會公眾提供更有效的氣象服務。

一、新型自動氣象站風傳感器故障分析

在新型自動氣象站測報業務中，風的測報業務一般涵蓋2類：風向觀測與風速觀測。在具體的氣象觀測業務操作中，風傳感器故障出現幾率較高。無論是風傳感器故障，亦或是線路連接問題所產生的整體故障，均會對自動氣象站風向風速的有效性和準確性產生不同程度的影響。若氣象觀測人員無法及時對異常問題進行判斷與解決，勢必會導致采集器把存在差錯的風速風向觀測數據進行傳輸，影響測報數據的準確性，進而對氣候分析、氣象預報等氣象服務的有效性產生影響。下面對風傳感器故障進行具體分析闡述。

1.風速傳感器開啟風速過大。在地面氣象測報業務中，風速傳感器開啟風速過大很少被觀測業務工作人員發現，有的情況下還會出現誤判。如新型自動站風速、風向傳感器都不部分均裝設于風塔東邊，而備用的氣象臺站恰好處于相反區域。若發生偏西風，自動站風杯一般會處于滯后狀態，備用自動站的風杯卻可以正常進行轉動，如果滯后時間保持在1分鐘之內同時風速不超過1m/s，則這個時候自動站風傳感器處于正常狀態。若發生微風現象，自動站的風杯則在相當長的一個時間段內處于靜止狀態，但備用自動站卻有風速要素數據存在，而自動站的風速觀測數據較大，此時能夠判斷故障問題為開啟風速過大故障，這一般是儀器老化以及潤滑干澀等所引起的。

2.風向傳感器風向方位不全。在對風向進行觀測過程中，若某一風向方位或者是若干風向方位均未發生變化，則那么可以判斷為風向傳感器風向方位不全的故障問題。通常此類故障很難被值班人員發現，需要值班工作人員認真巡視檢查對比，同時依據雷達、EWIPS、地面月報表等資料的分析之后才可以進行判別。一般此故障的發生主要是風向格雷碼盤受到損壞所造成的。

3.風向傳感器風向方位錯亂。若在測報業務中，風向方位發生較為顯著的異常問題時，通常可能是航空頭至轉接盒線路連接錯誤或者是風向轉接盒內部有線線路存在虛接現象兩類因素。

4.風向傳感器風向方位偏差。一般在北方冷空氣到來時，風向傳感器所監測到也為偏北風，但實際測出的卻為偏西風，

這可能是由于風向傳感器風向方位偏差故障。此類故障可能是在對風向傳感器進行安裝時沒有把風向傳感器指北針對準北面所致。

5.風向標轉動數據沒有變化或者是風向標轉動不靈活。通常導致風向標轉動顯示數據沒有變化的原因按包括供電故障以及CAN總線故障，供電故障主要表現為電壓值與相關要求不符以及沒有電壓，CAN總線故障主要表現為開路或者是斷路的狀況；風向標轉動不夠靈活，存在卡滯狀況的原因包括軸承干澀以及軸承太臟。因為風傳感器的軸承拆卸比較復雜，通常需要專業人員操作，因而不可以自行進行拆卸維護，在維護時需要報請上級儀器保障工作人員協助開展，有的時候觀測員為了圖省事而沒有及時對風傳感器進行維護，導致儀器不夠潔凈，從而引發故障問題。

二、風傳感器故障的維修方法

1.風速傳感器檢查法。針對風速傳感器是否存在故障問題的判斷，一般要先對供電電壓進行檢查，逐個對采集器、防雷板以及風橫臂接線盒等區域電壓進行測量，隨后測量接線盒端，若風速傳感器1、2兩端各自增加了直流電壓5v之后，在出現靜風的時候，風速傳感器2、3兩端會有0VDC或者是5VDC電壓，如果對風杯進行慢慢轉動，則2、3端也會出現0.7-3.8VDC電壓。如果所檢測到的電壓值一直顯示為0VDC，則可以判斷傳感器受到損壞，需要及時對其進行維修或者是換新。

2.供電電壓檢查法。借助于萬用表斷檔分別對風向、風速采集器正、負兩端與防雷板上方的10端至19端進行檢測，查看其是否連接異常。若連接沒有異常情況，應采用同樣的方法對防雷板10端至19端和采集器機箱CAN總線連接是否異常。還要查看CAN總線接口區域和風橫臂接線盒之間的連接狀況，最后查看風橫臂接線盒和航頭之間連接情況。假如所測量到防雷板所接入前端的電壓均沒有異常，則表明防雷板出現了損壞；如果測量到了風橫臂接入前端的電壓，則可以判斷為風線連接故障，需要及時對其進行維修。

三、風傳感器的日常維護建議

因為空氣塵埃較多，會造成風向標以及風杯的轉動不靈活，所以需要加強對風向風速傳感器進行日常維護，每年應定期維護風傳感器一次，對風傳感器的軸承進行清理；時常查看風杯、風向標是否可以靈活、平穩的轉動，風傳感器在長期運行中軸承難免會受到不同程度的莫算，導致風杯轉動的靈敏性受到影響，所以應定期維修維護；在大風、臺風天氣過后應及時檢查風向標是否指向北方。而在遇到霧霾污染天氣時應及時把堆積在轉動部件和靜止部件之間的污垢進行清除干凈。應在密封的狀態下對風傳感器的滾動軸承進行清洗。由于滾動軸承的兩側都配備有防塵蓋，在對其清洗的過程應避免將防塵蓋取下。

四、結語

針對新型自動氣象站風傳感器故障現象，測報人員應該強化業務學習與培訓，掌握風傳感器的運用、測量以及維修維護方法，提升應急處理能力。與此同時，要加強新型自動氣象站風傳感器的日常維護，以提升儀器的使用壽命，降低風傳感器故障頻率以及測報錯情率，進而不斷提升地面氣象測報業務質量。

參考文獻：

[1]謝建芳，何興林.新型自動氣象站風向風速傳感器故障判斷及維修[J].時代農機，2015，42（8）.

[2]蒲利榮，吳采霞，周冬梅.自動氣象站風的故障分析處理和維護[J].氣象研究與應用，2011，32（S2）.

作者簡介：羊其義（1962-），男，漢族，海南省儋州市人，中專學歷，助理工程師，從事氣象設備維修工作。endprint